SMPS中,電路箝住輸入交流電壓到功率MOSFET工作的安全等級。
大多數(shù)隔離,、離線的SMPS(開關(guān)型能量供給),,包括回掃、前進和共鳴,,必須在有效值90到260V的輸入電壓下工作。一些情況甚至使用有效值400V±10%的線電壓,導致器件電壓等級的提升,,增加了全部設(shè)計費用。使用輸入限制電路,,可以在不損害供電器件的前提下,,增加輸入電壓到有效值440V。
圖1中電路限制或箝住大于有效值260V的輸入交流電壓到功率MOSFET工作的安全等級,。電路使用MOSFET Q1,,如100Hz開關(guān)分流穩(wěn)壓器IC1 TL431CZ,通過分壓的R2和R4設(shè)置箝位高壓等級,。電路使用圖中所示器件值,。箝位輸出電壓為直流360V,輸入電壓為有效值260V,,最大輸入電壓為有效值440V,。經(jīng)測試電路消耗功率5到10W。
輸入電壓小于有效值260V,,點C小于2.5V,,,IC1閉合,最小關(guān)閉狀態(tài)陰極電流下降,。齊納二極管D2到15V崩塌,,確保Q1的穩(wěn)定狀態(tài),。這個操作是Q1在輸入電壓小于有效值260V的正常狀態(tài)。從而,,在這些電壓等級,,電路作為容性負載C3下的標準全橋整流器工作。
有效值
260V或更大的輸入電壓時,,點C大于2.5V,,IC1打開,D2電流換向且降低,。門源電壓Q1降到約2V,,Q1關(guān)閉。現(xiàn)在,,即使D1橋整流二極管處于正向偏壓,,也沒有電流流到電荷泵電容C3。整流輸入交流電壓大于通過C3電壓,,但是Q1關(guān)閉,,回路中斷,沒有電流流過,。從而,,由于沒有合適的放電電流,C3上輸出直流電壓得到限制,。
整流交流輸入電壓開始減少時,,其最終到點C的2.5V極限水平,Q1再次打開,。但由于整流橋二極管反向偏置,,沒有電流流動;整流輸入交流電壓小于通過C3的電壓。這個電壓由輸出功率等級決定的速度減小,。最終,,當整流橋二極管變?yōu)榍跋蚱脮r,電壓和整流輸入交流電壓在同一水平,。Q1仍然打開;因此,,放電電流開始流動。瞬間跟隨,,通過Q1和D1引導,。短放電脈沖補充能量損耗,增加電壓到限制等級,。當輸入電壓高于有效值260V時,,Q1再次閉合,重復整個過程,。
Q1消耗能量少,。每個開關(guān)周期,,MOSFET只閉合450 µs,,導致此高電壓限制電路高效率,。可以使用它作為帶STMicroelectronics SuperMesh MOSFET STP4NK50Z的MOSFET開關(guān),。其有TO-220封裝,,但也可以使用Dpak封裝節(jié)省空間,因為MOSFET不是一個消耗電壓限制器,。當50/60Hz整流二極管前置偏置,,通過Q1的電流中斷。電流中斷引起漏源電壓,。依照EN 55022 B級,,使用峰值和均值檢測,箝位電路通過管理EMI(電磁干擾)測試,。1-mH, 0.2A阻塞,,L1和L2抑制EMI。通過D1橋的整流管,,220-nF, 440V交流電容C1為簡單的緩沖器元件,。